已知 $a>0$,$b>0$,$c>0$,函数 $f\left(x\right)={\left|{x+a}\right|}+{\left|{x-b}\right|}+c$ 的最小值为 $4$.
【难度】
【出处】
2015年高考福建卷(理)
【标注】
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    绝对值不等式
  • 题型
    >
    不等式
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    柯西不等式
  • 题型
    >
    不等式
  1. 求 $a+b+c$ 的值;
    标注
    • 知识点
      >
      不等式
      >
      常用不等式
      >
      绝对值不等式
    • 题型
      >
      不等式
    答案
    $4$.
    解析
    根据绝对值三角不等式,求出 $f\left(x\right)$ 的最小值,令其等于 $4$,问题解决,注意取等条件.因为\[\begin{split}f\left(x\right)&={\left|{x+a}\right|}+{\left|{x-b}\right|}+c\\&\overset{\left[a\right]}\geqslant {\left|{\left(x+a\right)-\left(x-b\right)}\right|}+c\\&={\left|{a+b}\right|}+c,\end{split}\](推导中用到[a])
    当且仅当 $-a\leqslant x\leqslant b$ 时,等号成立.
    又 $a>0$,$b>0$,所以 ${\left|{a+b}\right|}=a+b$,因此 $f\left(x\right)$ 的最小值为 $a+b+c$.
    由已知 $f\left(x\right)$ 的最小值为 $4$,所以 $a+b+c=4$.
  2. 求 $\dfrac 14a^2+\dfrac 19b^2+c^2$ 的最小值.
    标注
    • 知识点
      >
      不等式
      >
      常用不等式
      >
      柯西不等式
    • 题型
      >
      不等式
    答案
    $\dfrac 87$.
    解析
    由第一问结论,结合柯西不等式,问题得到解决,注意取等条件.由(1)知 $a+b+c=4$,由柯西不等式,得\[\begin{split}
    &\left(\dfrac 14a^2+\dfrac 19b^2+c^2\right)\left(4+9+1\right)\\&\geqslant \left(\dfrac a2\times 2+\dfrac b3\times 3+c\times 1\right)^2
    \\& =\left(a+b+c\right)^2\\&=16,
    \end{split}\]因此,\[\dfrac 14a^2+\dfrac 19b^2+c^2\geqslant \dfrac 87.\]当且仅当 $\dfrac{\frac 12a}2=\dfrac{\frac 13b}3=\dfrac c1$,即 $a=\dfrac 87$,$b=\dfrac{18}7$,$c=\dfrac 27$ 时等号成立.
    故 $\dfrac 14a^2+\dfrac 19b^2+c^2$ 的最小值是 $\dfrac 87$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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